Внедрение: 2019 г.

На основе модуля АЦП Е20‑10, компьютера fit‑РC и ПО PowerGraph создан бюджетный вариант комплекса регистрации биоакустической активности не только для работы в закрытых бассейнах, но и для регистрации биоакустической информации в условиях открытой акватории. В процессе проверки комплекса получены парадоксальные сигналы зубатых китов с частотной полосой выше 200 кГц.

Система биоакустического мониторинга состоит из аппаратной части и ПО управления комплексом. Аппаратная часть аналоговых устройств состоит из гидрофонов, предусилителей, усилителей. В качестве АЦП использовался автономный модуль E20‑10. Использование неттопа fit‑PC позволяет обеспечить связь между компьютерами, а также организует удаленное управление fit‑PC по радиоканалу Wi‑Fi.

Рисунок 1. (а) – Блок-схема автономного широкополосного комплекса регистрации гидроакустических сигналов и (б) – дистанционной системы управления: G1–G3 – гидрофоны; 1–3 – предусилители; 4 – 3‑х канальный усилитель; 5₁, 5 – передатчик и приемник записи протокола; 6 – модуль Е20‑10 (6.1 – управляемый усилитель; 6.2 – активный фильтр низких частот; 6.3 – динамический коммутатор; 6.4 – конвейерный аналого-цифровой преобразователь); 7 – неттоп fit‑PC; 8 – аккумулятор; 9₁, 9 – передатчик и приемник включения/выключения питания; 10 – ПК; К1, К2, К3, К4 – входы модуля E20‑10.

Пример 3-х канальной регистрации эхолокационного импульса дельфина белухи представлен на рисунке 2а.

Рисунок 2. Трехканальная регистрация эхолокационного импульса дельфина белухи: (а) – осциллограмма, 1 кл – 8 мкс, по оси абсцисс – текущее время; (б) – амплитудно-частотный спектр плотности трех импульсов, нормированных по амплитуде относительно канала 2.

На рисунке 3 представлен пакет коммуникационного сигнала дельфина белухи, записанный в условиях закрытого бассейна при акустическом взаимодействии животного с собственным изображением, демонстрируемым на подводном мониторе.

Рисунок 3. (а) – Осциллограмма коммуникационного сигнала белухи и (б) – нормированный амплитудно-частотный спектр одного из импульсов.

Расстояние между дельфином и гидрофоном составляло 1,5‑2 м. Длительность представленного коммуникационного сигнала составляет 149 мс, он состоит из 30 импульсов (рисунок 3а) с неравномерной временной длительностью в диапазоне от 4,0 до 4,62 мс.

Научные исследования проводились в дельфинариях Санкт-Петербурга, Анапы и Евпатории. Все процедуры, проводимые в исследованиях с участием животных, соответствовали этическим стандартам принятой практики для таких исследований.

Источник:
Иванов М.П., Бутов С.Н., Леонова Л.Е., Романовская Е.В., Стефанов В.Е. Апробация лабораторного макета регистрации сигналов дельфинов с расширенной полосой частот сквозного тракта // Акустический журнал. – 2019. – Т. 65, № 5. – С. 699‑707.

Разработчик: Иванов М.П., Бутов С.Н., Леонова Л.Е., Романовская Е.В., Стефанов В.Е. (Санкт-Петербургский государственный университет)